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循环流化床锅炉所配电除尘器的技术保证措施及应用
一、概述
    流化床锅炉由于具有燃煤适应性强、燃烧效率高,可达98-99%、负荷调节比大、运行操作方便、炉内喷钙脱硫率高达90%以上等特点,特别适用于中、小型机组,热电厂和调峰机组,根据近几年国内成功的应用实例,将会获得大力推广。
    流化床锅炉在燃烧过程中进行脱硫,通常使用的脱硫剂有石灰石(caco3)和白云石(caco3.Mgco3),把石灰石破碎至2-3mm的粒径,投入流化床内,石灰石受热分解产生cao,cao与烟气中的so2结合成caso4,从而具有烟气脱硫的作用。脱硫所生成的caso4随灰分排出,这些排除物由电除尘器进行收集。
在氧化性气氛中,这一脱硫反应为:
caco3=cao+co2-0.1794×106KJ/Kg 吸热反应
cao+so2+1/2co2=caso4+0.502×106KJ/Kg 放热反应
    脱硫反应速度决定于cao的生成速度,由于吸热反应速度缓慢,放热反应速度迅速,所以cao的生成速度比caso4的生成速度要缓慢。因此,一旦生成cao就会很快转变成caso4,但从单位钙而言,caso4体积大于caco3的体积,从而cao表面的细化就很容易被caso4所覆盖,cao失去为反应所必需的多孔性表面。因此,如果要达到较高的脱硫率,应投入比化学剂多得多的石灰石。在常规的流化床锅炉中ca/s比为2-3范围内。另一方面要提高脱硫率,最好使石灰石的粒径减小,使反应的表面积增加,但当粒径过小时,带出量增大,影响脱硫率。如果把带出的脱硫剂回收循环使用,可使脱硫剂利用率和脱硫率上升。采用循环流化床,可使脱硫效率提高且钙硫比可以降低。综上所述,硫化床锅炉给烟气和粉尘带来的特点是:
1、烟气含尘量增加。一般煤粉炉的烟气含尘浓度约为20-30g/Nm3但使用流化床锅炉,其含尘量约在60g/Nm3以上,甚至可高达80 g/Nm3,容易产生电晕封闭。
2、由于炉内掺钙脱硫,较大幅度降低了烟气中的so2的含量,并使粉尘中金属氧化物含量下降,烟尘中钙的化合物含量大量增加,如caso3、caso4、及ca(oH)2,这些成分使粉尘的比电阻值增高,约可达1012-1013Ω?cm,易发生反电晕现象。
3、因氧化钙与硫酸钙的生成速度不一,从而使cao表面很容易被caso4覆盖,因此使一部分粉尘的中性粒径变大。
4、灰尘的粘性较大,细粉尘多容易造成阳极板和阴极线沾灰严重,不易振打脱落。
二、电除尘器的技术保证措施对于以上情况的分析,针对流化床锅炉对电除尘器的除尘机理和粉尘特性所带来的影响,本公司在选型设计与结构设计采取了以下一些技术措施,以确保电除尘器的效率、寿命及可靠性。
1、做好电除尘器的选型设计,合理选定驱进速度值,虽然多依奇推导效率公式过程中,作出了一些与实际情况有较大出入的假设,但至今仍然是电除尘器设计中的一项基本公式。它所表达的驱进速度值的物理意义,不仅反映尘粒向极板运动的速度,而是包括诸如二次扬尘、气流分布、电气条件、本体结构以及其它影响电除尘性能的各种因素的总和。本公司吸收国内外的选型技术,结合实际经验,根据用户所提供的烟气性质、粉尘特点和环保要求计算机选型来选定电除尘器的主要工艺参数Wk(驱进速度)和Vs(电场风速)以及f(比集尘面积)等。
2、烟气流速决定了电除尘器的截面积大小,对于一定的收尘面积,提高电场风速,除尘效率则有所降低。由于流化床锅炉的烟气含尘浓度较大,且粉尘的中性粒径变粗,因此,不宜选择过大的电场风速,据经验一般选0.7m/s上下较为合适。
3、电除尘器同极间距,影响电场电压的强弱。常规电除尘器的同极间距一般为250-300mm,根据国内外许多专家从不同角度进行试验,在电除尘器设计中,认为400mm间距可以获得比300mm间距有更高的除尘效率。因为当400mm间距时,板电流密度分布更加均匀,阳极板的有效利用率得到提高,同时扼止了极板上电流密度过于集中的局部地方产生反电晕的可能,使二者都促进了除尘效率的提高,另外运行电压的提高,增加了极板间的电场强度,可增大驱进速度值,促进了除尘效率的保证。流化床锅炉的烟气由于含尘浓度较高,粉尘比电阻值增大,一方面扼止了反电晕的产生,需要有较高的电场强度,另一方面为防止电晕闭塞,又需要获得较大的电晕电流,为此二者综合,选定同极间距400mm较为适宜,在实际的应用中也得到了证实。
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